宇宙也太大了通用20篇

航天与宇宙航行是什么关系?

从上述“天”和“空”的现代科学含义中我们知道，所谓“航空”，就是人类在地球大气层 中的活动，所使用的飞机、直升机、飞艇和气球等飞行器统称为“航空器”。所谓“航天”，就是人类冲出地球大气层，到宇宙太空中去活动，即宇宙航行。它所使用的是航天器及其运 载火箭。

不过，宇宙航行的范围 过于宽广。我们知道，地球只不过是太阳系九大行星中一颗中等大小的行星，与太阳的距离约 1.5 亿千米，即 1 天文单位。而最远的冥王星，离太阳近 40 天文单位。如果以彗星的活动范围计算，太阳系的半径为 23 万天文单位。但太阳只不过是银河系中一颗中等大小的恒星，银河系中有 1000 多亿颗恒星，银河系的半径达 5 万光年。光年是光行进 1 年的距离，光速为 30 万千米/秒，1光年大约是 10 万亿千米。可是，在宇宙中，有 1000 多亿个像银河系一样的星系，统称河外星系，宇宙的尺度以 100 亿光年计算。同时，冲出地球大气层在太阳系范围内活动，与冲出太阳系在银河系活动中，它们对科学技 术的要求不可同日而语。离太阳最近的恒星比邻星，距离太阳达 4.2 光年，若以第三宇宙速度前往，即以 16.7 千米/秒的速度惯性飞行，需要 7.5 万多年，到最近的河外星系--仙女座星系，则需要 460 多亿年，因此，这是目前的技术所远远不能胜任的。正是由于上述原因， 我国著名科学家钱学森认为，宇宙航行应划分为两个阶段，第一阶段是在太阳系内活动，叫 航天，第二阶段是到银河乃至河外星系活动，叫航宇。他还指出，要实现航宇的理想，科学 技术还需要若干次大的飞跃。

当前，人类还处在航天的开头阶段。因此，我们将有关的事业、单位、人员和飞行器，都冠 以“航天”的头衔，如航天事业、航天局、航天员和航天器等等。

宇宙空间中含量数最多的化学物质是氢，氢元素化学元素符号是H。在大家所了解掌握的宇宙知识,大概有超出90%的原子全是由氢元素构成。氢是有机化学元素元素表中品质较轻的元素。常温常压下，氢元素是一种是一种非常容易燃烧无色，无味的汽体，在诊疗上放会用氢气来医治某类病症。

一、什么叫氢气

实际上在地球上，自然条件下而产生的游离态的氢是十分少见。可是氢在大自然中遍布很广，在其中氢元素在液體水等中的摩尔质量比为百分之十一，土壤层中也存有约有百分之一的氢；可是在空气中，氢气却很少，只占总容积的一千万分之五。那为何在宇宙空间中，氢确是数最多的元素呢。实际上，在太阳光日常事务所产生的的空气中，用原子百分比来测算得话氢原子约占在其中的百分之八十一点五。

宇宙空间中一共仅有100多种多样元素，可是也更是这100多种多样元素，组成了全部最漂亮的宇宙空间。在全部宇宙空间中成分数最多的二种元素，各自为氢元素和氦元素，氢元素和氦元素是一切别的元素的母本元素，沒有这二种元素，就沒有之后100多种多样元素的出現，更沒有人类生活的奇迹世界。

一、氢元素和氦元素有什么作用

太阳光便是一个十分奇妙的反映溶炉，太阳光当中产生的反映便是氢元素和氦元素产生的核聚变反应，而且太阳光中的电力能源十分的丰富多彩，估算在反映接近100亿年动能都不容易耗完，可是假如氢元素和氦元素忽然的所有消退，那麼整个世界便会漆黑一片，太阳光便会立刻消退，地球上的性命就荡然无存，不良影响无法预料。

古希腊科学家阿基米德曾说过一句名言:“如果你给我一个立足点和一个支点，我就能移动地球。”1543年，70岁的哥白尼出版了他的巨著《天体运行论》。这位毕生致力于天体研究的老人终于在临终时推动了地球前进，并实现了阿基米德的英雄话语。

在哥白尼时代，欧洲处于中世纪宗教统治的黑暗之中。人们相信《圣经》中的“地心说”，并相信他们居住的地球是宇宙的中心。然而，哥白尼用他的“日心说”在中世纪的黑暗中撕开了一条裂缝。

1473年2月19日，米可拉杰·科珀尼克出生在波兰托罗昌的圣安娜胡同的一个商人家庭。他的父亲在他十几岁时就去世了。他和他的兄弟姐妹被送到他叔叔家。他的叔叔早年在意大利留学。他学识渊博，思想开明，主张研究实际问题。所有这些都对年轻的哥白尼产生了很好的影响。

哥白尼18岁时和他的兄弟离开了家乡，去了波兰首都克拉科夫上大学。克拉科夫位于东欧和西欧的交界处。那时，经济繁荣，文化发达。

哥白尼处于这样一种文化的中心，并且一直利用难得的学习机会进行研究。除了完成学校规定的所有课程外，他还在著名教授布鲁斯基的指导下开始深入研究天文学和数学。他开始学会使用天文仪器进行观测，并选择了天文学研究的道路，为自己的一生而奋斗。哥白尼从克拉科夫大学毕业后，为了寻求知识和继续他的研究，他和他的兄弟越过了白雪皑皑的欧洲阿尔卑斯山到达了欧洲文艺复兴的摇篮意大利。哥白尼像一条活鱼一样游向浩瀚的大海，在那里他充分吸收了知识的营养。1506年，33岁的哥白尼从他的研究中归来。

回到中国后，哥白尼持宗教立场，但他对天文学的热爱使他将主要精力投入到这一领域的研究工作中。他安装了一些天文观测仪器，并在教堂顶上的一座射箭大楼里建了一个小天文台。

在这里，他和星星说话，听月亮唱歌。他忘记了自己，漫游在茫茫宇宙中...正是通过实践的数据，哥白尼建立了他的太阳中心理论。

在当时严酷的宗教神学的统治下，哥白尼经过几次反思，终于在德国发表了他的《天体运行论》。这本书像春雷一样震撼了世界。这是一个里程碑，标志着现代科学在世界上的开始。

这本书出版的那天，他是个盲人。他的学生把书寄给了他。他用双手摸着盖子说，“我终于在临终前推了推地球。”

大的天体，特别是象恒星这样的天体是基本不会相撞的。首先是它们的轨迹非常固定，第二它们相互之间离得非常的远，统计学上在银河系里平均相隔4.5光年，说得更具体形象一点就好象是在北京有只蚂蚁在它的运行线路里行走，上海也有只蚂蚁也在它的运行线路里行走，它们相向而行，每天跑一米远，看起来可能会碰到一起，但实际上最大可能性是它们离得最近时也是在几十公里以上，这种可能性都是非常小的，此时看上去可能象双星，但却在不断远去，相撞的概率几近于0，所以大的天体是不会相撞的。

随着科学技术的提高，天文学家已经通过高倍望远镜，发现在宇宙的深处有两个正在相互碰撞的星系，并且通过难得可贵的“星系透镜”捕捉到了碰撞图像。星系碰撞在宇宙中相当普遍，也是星系演化的关键。而在在星系中有无数的恒星系，包括恒星的自体;尘埃，如星云等组成的运行系统。例如银河系就是一个包含恒星、气体的星际物质、宇宙尘和暗物质，并且受到重力束缚的星系。科学家预测，银河系将在大约30亿年后同仙女座星系开始“亲密接触”，并用十亿年的时间融为一体。但是我们所在的太阳系并不会受到干扰，因为即使在星系中恒星之间的距离也十分遥远，并不会像我们想象中的那样发生碰撞。

今天小编对宇宙中的星球会相撞吗进行了简单的介绍，如果还想了解更多的天文灾害知识还请继续关注我们的网站，希望今天的内容能对您有所帮助。

你想过如何安排你的葬礼吗？你对去宇宙旅行并成为天上的一颗星感兴趣吗？日本社会不羞于谈论死亡。许多人都在积极计划他们的葬礼，“生命的终结”(安排自己的来世)已经成为继“生命的终结”(找工作)和“婚姻”(约会和友谊)之后的另一种社会现象。其中，“全民埋葬”吸引了越来越多的关注，运营商们已经开始了不同的旅行，比如太空飞行、人造卫星、月球旅行和太空探索。

根据台湾联合新闻网9月6日的报道，日本“银河舞台”的网站已经开通，首页布满了死后太空旅行的预约名单。该公司的主要关注点是唯一一次成功的太空埋葬体验，价格是其他公司的两倍。太空葬礼花费45万日元(约3万元人民币)，还有月球旅行和太空探索，花费270万日元(约17.5万元人民币)，而且只接受我的生活预约。

根据这份报告，高地价导致了墓地的增加。甚至花300-500万日元(约194-323，000元人民币)买一块墓碑。越来越多的人放弃传统的葬礼。再加上核心家庭和单身孤独老人的比例增加，不想在家庭墓地埋葬和选择“散骨”方法的人数也在增加。喜欢大海的人选择海葬或树葬。近年来，空间埋葬受到越来越多的关注。许多人死后都想有一个太空探索的梦想。

骨灰被放入一个直径为2.5米的大球体，并被送入高度超过35公里的平流层。气球爆炸后，骨灰被撒向大自然。天骨散射法平均为25万至30万日元(约1.6万至1.9万元人民币)，不到购买墓碑数量的十分之一，不会增加后代的牺牲负担。它被称为“极度骨骼散射”。业内人士还强调，无论哪种全民葬礼，都会在大气层中燃烧起来，这是最环保的葬礼。

根据报道，人们也可以选择“流星纪念碑”将骨灰装入一个1立方厘米的特殊胶囊，然后用人造卫星携带它们绕地球一周。环绕地球几年后，人造卫星最终落入大气层并完全燃烧。灰烬之旅的金额从30万日元到100万日元不等。每个骨灰胶囊都有自己的身份证号码。操作员将通过程序定位知道卫星的位置。卫星成功发射进入太空后，还将举行纪念摄影。

自从流星纪念碑启动以来，已经有40人预约了死后旅行。日本殡葬工作者表示，人们对宇宙充满渴望，全民殡葬的潜在市场值得开发。

著名的杨振宁是诺贝尔奖获得者，但专业领域以外的人很少知道他是自20世纪以来物理学史上继爱因斯坦之后的世界级物理大师之一。

在回到家乡多年后，离开家乡的诺贝尔奖获得者没有得到任何温暖和善意。当人们谈论他时，也许他们首先想到的是古老的婚姻，但是关于科学的美丽和神秘的故事不幸被忽略了。

坐在我的左边

都是记忆。推开礼堂的门，我仍然能闻到童年的味道。我父母每周六带他去看电影。第一部电影的细节仍然清晰地记得。这部电影讲述了1929年美国经济危机期间一个资本家的故事。被通缉的资本家藏在一个小地方。圣诞节外面下雪了，他很沮丧。“走回他住的街道，我看见他的妻子和孩子在窗口，还看见了圣诞树。”旧体育馆是孩子们经常去的地方。那时，清华每年举办北京大学运动会，总是挤满了人。他们一帮助清华大学教授家庭的孩子，就自发地组织啦啦队为清华的运动员加油。

杨振宁先生拄着拐杖在校园里走来走去。每次他经过这些地方，前一幕就出现了。在他95岁的时候，他在生活中走了一条弯路，回到了最初的起点。路边的槐树和银杏树继续茁壮成长，路过他们年轻时的学生，也路过他们父母带着的七八岁的孩子，就像80多年前他和他的朋友一样。将近一个世纪似乎只是一瞬间。

与大多数睡眠不足的老年人不同，杨振宁现在可以像年轻人一样“睡懒觉”。他早上9点起床，处理一些邮件，午饭后小睡一两个小时，下午4点或5点出现在离家一公里的清华大学科学馆办公室。晚上，我有时在家和翁帆一起编辑一些家庭视频。材料的时间跨越了半个多世纪。当他年轻的时候，他用相机记录了很多家庭时光。在2013年背部疼痛被送进医院后，他再也不能长途旅行了。"如果他太累了，他的背很容易出毛病。"-也许他受伤是因为他年轻的时候太喜欢打壁球了，也许这只是一个从来没有放过任何人的时候。他现在怕冷，经常需要洗个热水澡。浴室和卫生间都装有扶手，以确保他的安全。

“你坐在我的左边。”杨振宁告诉《人物》记者。他的左耳听力更好——他仍然需要助听器。但在许多方面，他完全不像一个95岁的老人——他仍然有明亮的眼睛、响亮的声音和说话时敏捷的思维，回忆几十年前的细节并不困难。在面试中，每当他遇到需要思考的问题时，他总是微微抬起头，专注地沉思，像个孩子一样严肃。

乍一看，这间办公室并不特别，但房间里的一些物品透露了主人的特殊身份。例如，墙上挂着一个字——“仰望宇宙的大小，俯视微小的粒子”，上面刻着莫言。杨振宁读过莫言的小说，但他对现实世界中发生的事情更感兴趣。最近，他更加关注国际趋势，比如特朗普“想把整个世界带到哪里”。有时他会看到一些他认为不错的文章，他会通过电子邮件与十几个和他关系密切的人分享。

杨振宁每天看中央电视台和凤凰卫视的新闻。这是他长期以来养成的习惯。为了纪念弟弟杨·，早年在美国时，他每天都阅读《纽约时报》、《华盛顿邮报》和《国际先驱论坛报》，“迅速浏览一下，看看(当前形势)有没有变化。”他是1949年后第一个回国访问的中国科学家。他还在报纸上读到了这条消息——1971年，《纽约时报》在一个不为人知的地方发表了一份美国政府公告，从中他发现了中美外交关系“解冻的迹象”。

2003年，和他在一起生活了53年的妻子杜致礼去世后，杨振宁从美国回到他成长的清华校园定居。今天的清华在某些方面与他记忆中的完全不同。几个月前，朋友吉姆·西蒙斯和他的妻子在北京拜访了他和翁帆，并在清华呆了几天。西蒙斯是他在纽约州立大学石溪分校的数学家同事，后来成为“传奇对冲基金之王”一天，西蒙斯的妻子问弗兰克·杨振宁(杨振宁的英文名)。你不是在清华校园长大的吗？你小时候住的地方还在吗？给我们看看。那时候，杨家住在西苑11号一个200平方米的院子里。当杨振宁带他们去看的时候，他发现大门已经认不出来了。这家人住的院子现在被五户人家占据了。宽敞的庭院变成了一条七英里八匝的黑暗小巷。

“后来，我想，给美国人看是不是有点可怜，但另一个想法，不，非常好，为什么，让他们意识到中国不容易变成今天这个样子。”杨振宁把清华校园里各种复杂的情感归结为一点:他经历了一个不同寻常的“伟大时代”。

采访当天，摄影师让他靠在科学博物馆楼梯拐角处的窗户上。这栋砖红色的欧式三层建筑建于1918年，曾经是任清华数学系一位教授的父亲的办公室。黑色的窗户纵横交错，初夏的窗户充满了生机勃勃的绿色。过去的日子似乎是昨天。

宇宙浩瀚无边，里面有很多星球，地球只是其中一颗。那么宇宙中最恐怖是什么星球呢？下面来给大家具体的介绍一下。

简要回答

宇宙中太阳、木卫一、木卫二、土卫二、木星等等，都是比较恐怖，可以释放巨大的能量。

详细内容

太阳：你会被一棵巨大火球燃烧殆尽。太阳是我们能够生活在地球的关键，但它也是太空中的一个巨型核爆，能够毁灭所有物种。太阳温度达华氏1万度 (约摄氏5537度)，重量相当于33万个地球。如果你是着站在太阳表面，热气将会撕裂你的原子，并被太阳风吹散至整个太阳系。

土卫二：你会被水气切割成片，然后喷到外太空。土卫二表面有一层冰，但那层冰并非贴在星球表面，它比较像是一种大气。由于那层冰会射出水气，科学家推论冰层的表面之下有一片巨大海洋。水气喷发时速高达每小时800英里 (1287公里)。

木卫一：你会被熔融海和辐射蒸发掉。木卫一是整个太阳系中最活耀的火山群，整颗星球都被不断射出岩浆的熔融覆盖，最高可以喷至200里的高空。

木卫二：你会被盐水活活冻死。整颗木卫二表面都被冰覆盖，就像一颗巨大的大理石球。科学家推论冰底下是一片盐海，但在你钻破那层冰前就会先被活活冻死。

木星：你会被压力压爆，外加被暴风电死。宇宙中最恐怖的星球木星，如果你决定去木星旅游，你会立马被全太阳系最巨大的压力压到内爆，外加被大气层里的数百个风暴给电死。

在今天的《科学》杂志上发表的封面文章中，“冰立方”中微子观测台发现了姚变体发射超高能中微子的证据。

冰立方是位于南极的美国中微子观测站。它由分布在1立方千米内的86串光传感器(光电倍增管)组成，每串60个，位于冰层下1450至2450米处。当高能中微子被冰捕获时，带电粒子产生并通过传感器阵列，切伦科夫光产生并被探测到。

(冰块)

2017年9月22日，冰块探测到一个能量为290 TeV的中微子。相比之下，欧洲粒子物理研究所的大型强子对撞机是目前能量最高的加速器，只能将粒子加速到7 TeV。

冰立方的主要科学目标是通过中微子找到高能宇宙射线的起源。为此，它建立了一个预警网络，实时重建每个超高能中微子的方向，并将其发送给其他望远镜，以便通过无线电、光学和伽马波段观察相应的天体活动。中微子被观测到43秒后，一个自动警告信息被发出。四小时后，伽马射线协调网络将发布通知。

290兆电子伏的中微子(科学361，146(2018))290 TEV的中微子(科学361，146(2018))

起初，几个观测站没有看到任何异常信号。六天后，费米卫星首次报告说，在冰块给出的方向仅相差0.1度的地方，有一个耀斑在一个月前开始发光，并开始变得特别亮。很快，十几台射电、光学和伽马望远镜也观测到了重要的信号，如大西洋上的神奇大气切伦科夫望远镜。

高能宇宙射线起源之谜

Blazar是一种活跃的星系核，它是一种剧烈的天文现象，是由星系中心的一个巨大黑洞大量物质增生而成。黑洞将增生物质的重力能量或黑洞的旋转能量转化为强大的相对论喷流。如果喷气式飞机对准我们的视线，它就构成了一个耀斑。

高能宇宙射线的起源是一个百年的谜。我们不知道它们从哪里来，也不知道它们是如何加速的。据推测，它的来源可能包括中子星、伽马射线爆发、极端超新星、活动星系核等。

在姚的变体喷射中，带电粒子可以加速到极高的能量。因为带电粒子被宇宙中的磁场偏转，当它们到达地球时，我们不知道它们来自哪里。也许它们在以颤动的方式到达地球之前，已经在银河系中旋转了几十次。被喷流加速的质子或原子核在与物质相互作用时会产生高能介子，并最终衰变为光子和中微子，它们不受磁场干扰，可以直接指向源头。看到290个TeV中微子意味着耀斑羽流可以产生至少数万个TeV质子和原子核，这可能是宇宙中最高能粒子的诞生地。

礼貌:物理世界的马斯彻

答案已经解决了吗？

事实上，《冰块》在2016年报道了原子核和高能中微子之间的相关性，相关性为95%，按照严格的科学标准来看，这还不够高，因此存在争议。

在发现了这个中微子之后，冰立方重新检查了以前的数据，发现了这个方向上的一些中微子，使得相关性达到99.9%，大约是标准偏差的3.5倍。然而，它仍然比科学中发现的5倍的标准偏差稍低。

冰块计划在不久的将来升级，体积增加10倍。即使目前的结果不够令人信服，未来也一定能够毫无争议地确定答案。

有趣的是，冰立方还可以在其中心的一个小区域内增加光传感器的密度，以更精确地探测大气中微子，从而确定中微子的质量序列(这个实验被称为PINGU)，这是正在建设中的江门中微子实验的主要科学目标之一。如果平谷实验得到高度重视，它将成为江门最强有力的竞争对手。然而，经过长时间的讨论，项目组把重点放在扩大冰块阵列上。毕竟，质量序列有很多实验，但只有一个冰块。

走上歧途的理论家

冰块和LIGO是美国科学基金会资助的两个主要项目。冰立方天文台的创始人弗朗西斯·哈尔曾也是一位理论家，就像LIGO的几个不可调和的倡导者一样。他曾经说过，如果他有一些实验经验，他就不会提出做冰块实验，因为他不知道在一般的冰中会有大量的气泡，而且光子散射非常严重，这使得不可能重建中微子的方向。然而，在实验完成后，人们意外地发现南极洲下面的冰与其他地方不同。数万年的压力把冰压得很紧，光散射的问题比预期的要好得多。

海伦显然是未来诺贝尔奖的有力候选人。我希望他能长寿。

超高能中微子的银河系外“家园”已经得到证实，这可能会迎来中微子天体物理学的新时代。

北京，4月20日，《科学技术日报》(记者刘霞)——由德国科学家领导的国际研究小组在最新一期《自然物理学》上报道，位于南极冰下的中微子探测器“冰立方”在2012年发现了超高能中微子。现在，他们第一次在银河系外找到了一个源头，这一重大发现可能开启中微子天体物理学的新时代。

中国科学院高能物理研究所研究员曹骏向《科学技术日报》记者解释说，中微子是大爆炸期间产生最多的粒子之一，而且仍然是由恒星内部的核反应和宇宙射线撞击地球大气层的过程大量产生的。

中微子质量非常小，不带电荷，很少与其他物质相互作用，并且难以探测。然而，在极少数情况下，中微子会撞击原子，产生带电粒子，如电子或μ子，它们会发出蓝色闪光，可以被冰块探测到。

2012年，“冰块”发现了历史上能量最高的中微子，其能量为2000万亿电子伏特，比大型强子对撞机产生的高能质子高300倍。这种高能中微子应该来自能量极高的宇宙射线粒子的碰撞过程。在过去的几年里，科学家们一直在寻找可能产生它们的奇怪的天体活动。

最近，科学家分析了距离地球90亿光年的PKS B142418活跃星系的射电和伽马射线数据。结果表明中微子和活动星系爆发在时间和方向上是一致的。因此，可以推断中微子可能来自银河系外活动星系爆发，这是第一次具有银河系外来源的超高能中微子事件。

南京大学天文与空间科学学院的王翔宇教授在一次采访中说:“尽管科学家们不能排除巧合，也不能100%确定中微子来自这个活跃的星系，但高达95%的相关性是迄今为止最高的。最新研究表明，一些中微子可能来自银河系以外的活跃星系，这有助于科学家进一步澄清高能中微子的来源。”

最近有一条新闻，科学家们通过研究指出，宇宙将在未来收缩到一个点。所有的文明，所有的爱和恨，所有的财富和荣耀都会消失。在网易和其他门户网站上，这个消息引起了激烈的讨论。许多人认为这是“普遍真理”。

宇宙的最终结果是最伟大的哲学问题之一，也是最伟大的科学问题之一。从科学的角度来看，宇宙未来的命运就像放在桌子角落里的生鸡蛋，非常危险——有麻烦的时候随时都可能掉下来。当然，也有可能永远不会摔倒！

目前的太空状态就像一个怀孕三个月的孕妇的肚子，正在加速变大。这是基于实验观察。这种增长趋势是由一种叫做暗能量的东西引起的。科学家仍然不知道这种暗能量是什么。然而，可以肯定的是，它会产生排斥力。有趣的是，宇宙中仍有一些暗物质，它们能产生相互吸引。因此，随着时间的推移，这就像是一场拔河。暗能量是强还是暗物质仍然很难判断——如果暗能量很强，宇宙将会膨胀到无穷大。如果暗物质有望获胜，宇宙迟早会收缩到某一点。

所以，问题是，宇宙的未来会是什么样子？

目前的情况是，我们人类还没有确认什么是暗能量和暗物质(这真是一个悲剧！).也就是说，我们看不到这两个拔河人是谁，只看到拔河绳在晃动——看起来好像是现在。因此，在这个时候，人类还不能判断宇宙拔河的最终结果。

因此，我们现在能做的就是展望未来！

学生们，你们一定想过这个问题:宇宙有多大？不久前，一位美国科学家在一本杂志上写道，如果你能以每秒186000英里的光速去太空旅行，那么从地球到太阳需要8分钟。那么，从太阳到银河中心将需要33000年。

同学们，你们一定想过这个问题:宇宙有多大？不久前，一位美国科学家在一本杂志上写道，如果你能以每秒186000英里的光速去太空旅行，那么从地球到太阳需要8分钟。那么，从太阳到银河中心将需要33000年。

银河系只是20个星系团中的一个。穿过整个星系团还需要200万年。然而，银河系星团只是巨大的处女座超级星团的一部分，要穿越它们需要5亿年。如果我们继续以光速在太空旅行，科学家将需要大约200亿年才能进入宇宙深处。

学生们，通过这些数据，你们可以想象宇宙有多广阔，还有多少神秘事物等着我们去探索。

各向同性

当我们仰望星空，我们说出一些恒星的名字，我们可以连成线组成一些图案，描绘一些星座，似乎我们可以勾勒出宇宙的形状，并点缀上星星点点。然而，现实是宇宙的空间是三维的，如果加上时间维度，我们会发现，天空是变化的，晚上9点你能看到月亮，早上9点未必能看见，每颗星都在不安分的律动。

除了星星之外，恒星与星系之间似乎存在黑暗的地带，这样的结论只是我们眼拙。从地球的角度望去，我们认为最黑暗的区域，哈勃太空望远镜曾经对那片区域进行持续113天的曝光，拍摄到了下面的场景。

这个局域并不大，对于哈勃来说它就像是在拍摄，20米开外的一粒沙子。然而哪怕是在我们看来宇宙中最黑暗的地方也是繁星点点，星系成群。从宏观角度来看，所谓的星系与星座太过笼统，有太多已知尚未命名，还有太多无知的，需要等待更先进的望远镜来捕捉它们微弱的星光，还有一些星光我们永远都看不见了，它们在“界限”之外。

科学家通过望远镜在各个角度得到的数据，以及对宇宙各角度物质的计算，得到了一个结论，

无论从哪看过去，宇宙看起都差不多，这个性质称为“各向同性”。那么宇宙物质为何如此规则，我们看不到的界限又在哪？

其次，我们也许会怀疑，哈勃的发现似乎意味着所有的遥远天体均在远

① 布鲁克林，美国纽约市的一个区——译者离我们而去。为什么是“我们”呢？要是我们对科学史有所了解的话，就一定知道哥白尼（Copernicus）证明了地球并不位于宇宙的中心。肯定地说，要是我们认为一切都正在远离我们而去，那么我们岂非又把自己恢复到了无垠宇宙之中心位置上了吗？但是，情况并非如此。膨胀的宇宙并不象源于空间中某一点的一场爆炸。并不存在宇宙向其中膨胀的任何固定的背景空间。宇宙包容了客观存在的全部空间！

设想空间有如一块弹性膜，而不是一块平的桌面。在这个具有韧性的空间上，物质之存在与运动造成了这块弹性膜的凹陷与弯曲。我们的字宙的弯曲空间，有如某个 4 维球上的 3 维表面。我们无法直观地看透这一点。设想我们的宇宙是一块只有 2 个空间维度的“平地”。这时，它就好像是某个不难描绘的 3 维球的表面。现在再设想这个 3 维球可以变大——如我们在下面描绘的膨胀气球。该气球的表面变大了，它是一个正在膨胀的 2 维宇宙。如果我们在它上面标出两个点，那么随着气球的膨胀，这两个点就会彼此朝后远退。现在在这个气球的整个表面作出许许多多的标记，并再次将它吹胀起来。这时，无论你停留在哪个标记上，你都将发现其他所有的标记仿佛都随着气球的膨胀而离你远去，当你观察其他标记的退行时，你将会看到某种哈勃膨胀律。这个例子告诉我们，该气球的表面代表了空间，但是气球膨胀的“中心”却根本不在那个表面上。在这个气球的表面上并不存在膨胀的中心，也不存在任何边缘。你不可能掉出宇宙的边缘：宇宙不是膨胀到任何东西里面去。它就是存在着的一切。

至此，我们可能会产生一个问题：我们目睹的这种宇宙膨胀，是否会无限地继续下去。如果我们朝空中扔一块石头，那么由于地球引力的拉曳，它将会落回地面。我们扔得越使劲，就是把越多的能量给了这块运动着的石头，这块石头在就会上升得越高。现在我们知道，如果以超过每秒 11 公里的速度发射一枚导弹，那么它就可以彻底摆脱地球重力的拉曳。这就是火箭的临界发射速度。空间科学家们称它为地球的“逃逸速度”。

类似的考虑适用于任何受重力拉曳而迟滞减速的爆发或膨胀着的物质系统。如果往外运动的能量超过往内的引力拉曳产生的能量，那么它就将超过其逃逸速度而一直保持膨胀。但是，如果重力在该系统各部分之间所施加的拉曳作用超过了往外运动的力量，那么膨胀中的物体最终将会重新回聚到一起，恰如前述的石块与地球之所为。正在膨胀的种种宇宙①亦皆如此（见图 2· 4）。在它们膨胀之初也有一个临界“发射”速度。如果它们膨胀得比这更快，那么宇宙中全部物质的引力拉曳将永远也不能制止这一膨胀，宇宙将保持永远膨胀下去。另一方面，如果“发射”速度小于该临界值，那么到头来膨胀将会停止并转为收缩，直至收缩到尺度为零而告终——与其开初时的状态全然相同。介乎上述两者之间，存在着一种我称之为“英国式折衷宇宙”的情况，它正好具有临界发射速度，即能使其保持永远膨胀下去的最小速度值。关于我们的宇宙，最不可思议的事情之一，就是它目前正以极其接近于这种临界状态的方式膨胀着。事实上，我们还无法肯定地说出我们的宇宙处于这种临界状态的哪一边。我们不知道应该对我们的宇宙作出何种长期预报。

事实上，宇宙学家们认为，我们如此接近于临界状态这一事实，乃是我

①    “宇宙”原文用复数 universes，意谓理论上可能存在的、处于不同状态下的彼此互异的各种宇宙——译者们这个宇宙的一项特殊性质，对于它，人们应该作出解释。这种情况是很难理解的，因为如果它不是精确地以临界“发射”速度肇始的话，那么随着宇宙的膨胀和成长，它就会离开该临界状态越来越远。这就成了一个很大的难题。我们的宇宙已经膨胀了大约 150 亿年，却依然如此接近于临界状态，以至于我们无法说出它究竟处于分水岭的哪一边。为了经历这么长的时间之后仍然如此接近于临界状态，宇宙的“发射”速度仿佛已经作过这样的“选择”：它与临界速度的差异不超过 1036（1 后面跟着 36 个 0）分之一。这是为什么呢？往后我行将会看到，人们对宇宙膨胀的最初时刻可能发生过什么事情所作的研究，为这种似乎极不可能的事态提供了某种可能的解释。但是在这里，我们将局限于了解为什么任何一个有人的宇宙在膨胀上百亿年之后，必须仍然非常接近于那种临界状态。

如果宇宙开始膨胀的速度远大于临界速度，那么重力就永远不能将局部的物质岛拉曳到一起，以形成星系和恒星。恒星的形成乃是宇宙演化中至关紧要的一步。恒星是聚集在一起的大堆物质，在其中心部分产生的压力大得足以启动自发的核反应。在恒星一生的历程中——我们的太阳正处在这一历程的中途，有一个漫长的稳定时期，在整个这一阶段中，恒星内部的氢燃烧而生成氦。但是在它们一生的最后阶段，恒星遇到了某种核能危机。它们经受某种快速变化的爆发阶段，在此期间氦燃烧而形成碳、氮、氧、硅、磷，以及一切在生物化学中起着至为重要的作用的其他元素。当恒星以超新星的形式爆发时，这些元素被洒入太空，并通过各种途径最终融入各种物质颗粒、行星、以及人体中去。恒星是种种复杂事物和生命赖以存在的一切化学元素的源泉。我们人体中的每一个碳原子核皆起源于恒星中。

这样，我们就看到，膨胀速度远大于临界状态的宇宙将永远不会产生恒星，从而也永远不能产生为造就像人类那样复杂的“活”物、或者以硅为基础的计算机所需的构件。类似地，如果一个宇宙以较临界速度慢得多的速度开始膨胀，那么在积累足够的时间以供恒星形成、爆发、并创造出生命物质的部件之前，它的膨胀就将逆转为收缩。这就再次留下了一个不能产生生命的宇宙。

于是，我们就得到一个令人惊异的结论：只有那些历经了数十上百亿年之后其膨胀依然十分接近临界状态的宇宙，才能产生出必要的“部件”，以供拼成足以被称为“观测者”的复杂结构。我们不应为发现自己的宇宙膨胀竟是如此接近于临界状态而惊奇。我们不能存在于任何其他种类的宇宙中（见图 2.5）。

现代宇宙学的主要目的是，利用在地球及其附近确立的物理学定律，或利用从这些局部成立的定律合乎逻辑地作出的推论，根据今天所得到的证据，详细地重现宇宙过去的历史。当然，我们在时间上回溯得越久远，宇宙环境就变得越极端，我们或许需要作出的外推与那些能在实验室中检验的物理学定律也就偏离得越远。事实上，这种情形往往会带来不少好处。如果一个人有独立的天文证据表明，我们重现的历史中有某一特定的部分正确无误，那么我们就可以通过考察这些假说对于天文观测会有什么后果，而用上述证据来检验有关物质在高密和高温下的行为的理论，或是检验存在着尚未探测到的物质新基本粒子之可能性。如果存在某种新型的基本粒子就会使宇宙早期阶段的膨胀大为改观，以至于今日不可能存在任何恒星和星系，那么我们就不必花费巨额资金用粒子加速器来做庞大的实验，即可径直排除存在那种粒子之可能。

我们关于膨胀宇宙图景的发展、及对其既往史之重现进展非常缓慢。在 20 世纪 30 年代，比利时牧师兼物理学家乔治·勒梅特（George Lemaltre）在此事的起步阶段起了带头作用。他的“原始原子”理论乃是我们如今所说的“大爆炸”理论的鼻祖。 40 年代后期，一位移居美国的俄国人乔治·盖莫夫（George Gamov ）与他的两位年轻研究生拉尔夫·阿尔弗（ Ralph Alpher）和罗伯特·赫尔曼（Robert Herman）一起，又迈出了最重要的几步。他们开始认真考虑将已知的物理理论用于勾画宇宙早期阶段状况的可能性。他们认识到了关键之所在。如果宇宙肇始于遥远过去的某种既热且密的状态，那就应该留下某种从这个爆发式的开端洒落的辐射。更具体地说，他们认识到，过去应该存在着某个时候，其时宇宙的年龄仅为几分钟，它热得足以使每个地方都发生核反应。后来，更加详细得多的预言和观测结果应该说已经证实了这些重要的见地。

1948 年，阿尔弗和赫尔曼预言，从大爆炸散落的残余辐射由于宇宙膨胀而冷却，如今它所具有的温度约为绝对零度以上 5℃，或者说 5 开（绝对零度等于摄氏零下 273 度，即—273℃）。但是他们的预言并未引起人们的普遍重视，而被埋没在浩瀚的物理学文献之中。另外几位科学家考虑了一个热的膨胀宇宙之起源问题，但是他们谁也不知道阿尔弗和赫尔曼的论文。理由是很明白的。当时的通讯、交流无法与今天同日而语。在 40 年代和 50 年代，在大多数物理学家看来，再现宇宙早期史的细节并不是一种非常严肃的科学活动。但是多年以后，即 1965 年，美国新泽西州贝尔实验室的两位无线电工程师阿尔诺·彭齐亚斯（Arno Penzias）和罗伯特·威尔逊（Robert Wilson）却十分意外地发现了这种宇宙辐射场，当时他们正在为跟踪第一颗“回声号”（Echo）卫星而校准一具很灵敏的无线电天线。与此同时，在附近的普林斯顿大学，由罗伯特·迪克（Robert Dicke）领导的一个科学家小组已独立地重新发现了阿尔弗和赫尔曼早先作过的预言，并着手设计一台探测器以供搜索大爆炸的残留辐射。他们听说了贝尔实验室这台接收器中存在着无法阐明的噪声，并立即将它解释为源自大爆炸的残余辐射。它相当于在电磁波谱的微波部分波长为 7. 35 厘米的某种无线电波信号；如果假设它是热辐射，那么它所具有的能量就相应于 2. 7K 的温度——这与阿尔弗和赫尔曼富于灵感的估计非常接近。它被称为“宇宙微波背景辐射”。作为其预言与发现始末的一项追记，我们应当提及：1983 年，人们开始获悉前苏联无线电物理学家什茂诺夫（Shmaonov）也许早在 1957 年就已发现了这种辐射，并用俄文公布了这一事实。什茂诺失建造了一具对微波信号敏感的天线，并报道探测到了某种在天空中各个方向上均匀的信号，与之相当的辐射所具有的温度介乎 1K 和 7K 之间。当时无论是他本人或是其他任何人都不清楚这项发现的重要性。事实上，什茂诺夫直到 1983 年才闻知大爆炸的预言以及彭齐亚斯和威尔逊的发现，而这已经是后两人因 18 年前作出他们那项卓越的发现而荣获诺贝尔奖之后 5 年的事情了。

这项发现是人们开始认真地研究大爆炸模型的一种信号。渐渐地，人们对宇宙微波作了更多的观测，这些观测揭示了宇宙微波背景辐射的其他性质。这种辐射在所有的方向上都有相同的强度，精度至少高达千分之一。而且，人们在不同频率上测量了它的强度，开始揭示出其强度随频率变化的方式（即它的“谱”）具有纯热的特征。这样的辐射称为“黑体”辐射。不幸的是，地球大气中的分子对于辐射的吸收和发射阻碍了天文学家去证实整个背景辐射谱确为热辐射谱。人们仍然怀疑，它或许是由宇宙开始膨胀之后很久发生的种种剧烈事件产生的，而并非产生于大约 150 亿年以前的膨胀之始。只有在地球大气外观测这种辐射才能消除这些疑虑，而这正是美国国家宇航局（NASA）的宇宙背景探测器（COBE）卫星于 1989 年开始从空间测量整个背景辐射谱的第一项巨大成就（见图 2.6）。那是人们在自然界中所曾见到的最完美的黑体谱，它非常引人注目地确认了宇宙过去曾比今天要热成千上万度①。因为只有在如此极端的条件下，宇宙中的辐射才有可能呈黑体形式而达到如此高的精度。

人们利用高空飞行的 U2 型飞机进行了另一项关键性的实验，以证实背景辐射并非近期起源于宇宙中邻近我们的部分。这些早先的间谍飞机机身极小、冀展却很大，这使它们成了非常适合于进行天文观测的稳定平台。这时，它们是朝上测天而不再是往下观地了！它们探测到天空各处的辐射强度具有某种系统的变化。倘若这种辐射起源于遥远的过去，那么出现这种变化便在意料之中。如果这种辐射形成了某种均匀膨胀的“海洋”——它生成于宇宙的早期，那么我们就将是在这海洋中航行。地球环绕太阳运动，太阳环绕银河系中心②运动，银河系又在本星系群中运动，如此等等；这一系列的运动意味着我们正沿着某个方向在背景辐射中穿行。当我们沿此方向观看时，辐射强度将显得最强，在与之相差 180°的方向上辐射强度则显得最弱；在这两者之间，辐射强度应随角度而呈某种富有特征的余弦变化（见图 2·8）。这很像在暴雨中奔跑。你的胸前湿得最厉害，背后则湿得最少。这里，在我们运动的方向上被扫过的是微波。正如预期的那样，观测揭示了某种完美的“余弦式”变化。

接着，几项不同的实验证实了这一发现——它又被称为“天空大余弦”（The Great Cosine in the Sky）。它肯定了这样一个事实：我们，以及包含我们寓居其中的本星系团在内的那个区域，都正相对于宇宙微波海而运动。因此，背景辐射不可能是局部区域产生的，因为不然的话，它就会和我们一块儿运动，这样我们就不会看到其强度与温度的余弦变化了。

我们穿越来自大爆炸的背景辐射而运动，并不是造成其强度随方向稍有变化的唯一可能的原因。倘若宇宙在不同的方向上正以稍稍不同的速率膨胀，那么在膨胀得较快的方向上，辐射就将较弱较冷。类似地，如果在某些方向上存在着某些物质特别集中或特别匮乏的区域，那么这也将使我们从这些方向上接收到的辐射强度发生变化。发射 COBE 卫星的动机就是搜索这些变化；1992 年，这些变化之发现成了世界各国报纸的头条新闻。

当我们考察来自天空中不同方向的背景辐射强度时，我们就获悉了有关宇宙结构的大量引人注目的事情。我们发现，它正在所有的方向上以相同的速率膨胀，其精度优于千分之一。我们说这种膨胀近似地是“各向同性的” ——也就是说，在每个方向上都相同。如果有人从某个“宇宙博览馆”中随机地挑选有可能存在的宇宙，那就会有无数个在某些方向上远比其他方向膨

①    “成千上万度”，原文 hundreds of thousands of degrees，仅具象征意义，故不宜直译为“数十万度”之类的具体数量——译者

② 原文为 Milkyway，直译作“银河”或意译作“银河系”均不确，故据实际情况译为“银河系中心”——译者胀得更快的宇宙品种，或者是以很高的速度旋转、或者甚至是在某些方向上收缩而同时又在其他方向上膨胀着的宇宙变种。我们的宇宙确实很特殊。它似乎处于某种安排得极为妥善的状态之下：在所有的方向上膨胀都以相同的速度进行下去，其精度非常之高。这就好像你回到家里发现所有孩子的卧室都极其整洁——一种非常不容易遇到的事情。这一定是施加了某种外界的影响。同样地，对于宇宙引人注目的各向同性而言，也必定存在着某种解释。

宇宙学家们长期以来都把宇宙膨胀之各向同性视为必须予以阐释的一大疑谜。为此所采用的某些方法可以说明在该领域内人们的思维方式，以及为阐明这种各向同性而寻求的解释的类型。最后，寻找这些解释又会把我们带回到宇宙本身的起源问题上去。

宇宙学家们在寻找这些解释时，构造了各种可能的宇宙史，它们能够说明已知的事实，并为尚未说明的性质提供解说。利用某一种假设，能对尚未说明的性质解释得越多，工作就做得越好。宇宙学家们最感兴趣的是这样的假设：它既能解释有关宇宙的令人困惑的特征，又能预言某些尚未探测到的宇宙新属性。搜索这种预期的特征，就可以凭藉观测来检验原先的假设，这恰如利用实验室中的实验来检验其他科学理论的预言。遗憾的是，我们并不能保证自己的仪器灵敏得足以进行我们想要的一切观测。由于这种现实的局限性，对于许多理论作出的预言，我们尚无法用观测来检验。确实，正是此类预言往往支配着未来将会发展何种新型的天文台或人造卫星。

可以采取的第一条途径是说宇宙就是各向同性地开始膨胀的。宇宙目前的状态只不过是其特殊的起始条件的某种反映。事情现在所以如此，乃是因为当初如彼。实际上，这解决不了什么问题。它什么也没有解释，也没有告诉我们任何新东西。当然，它也可能是对的。倘若果真如此，我们也许就可以指望，存在着某种更深刻的“原理”，它使宇宙必然（或者至少是以压倒优势的可能性）肇始于某种各向同性膨胀的状态之中。这一原理也许在较为局部的范围内还有着其他应用，据此便可以揭示其自身之存在。其令人不悦之处则在于，它把解释宇宙现状的重担完全置于未知的（而且也许是不可知的）宇宙起始状态之上。

第二条途径是将事物的现状考虑为在宇宙中进行的各种物理过程的结果。这样的话，也许无论宇宙的初始状态是多么地不规则，在历经数十亿、上百亿年之后，所有的不规则性均已刷尽，留下的则是某种各向同性的膨胀。这种做法有一个优点，即激励人们拟定某种确切的研究计划，以期发现它是否可能真的正确无误。是否存在这样的物理过程：它能够抹平膨胀中的非均匀性？“抹平”的过程历时多久？时至今日，它们能否摆脱所有的不规则性，抑或只是消除了其中的一小部分？不仅如此，这种做法还有一个令人满意的特点：它使我们对宇宙现状作出的假设尽可能少依赖于我们对未知的宇宙初始状态之了解。我们很乐于能够这么说：无论宇宙是如何开端的，在它的早期历史上必不可免地会发生一些物理过程，后者确保了宇宙在膨胀 150 亿年之后，看起来差不多就应该像它今天的那种模样。

这第二种哲学虽然听起来极富吸引力，但也有一个弱点。如果我们真能证明宇宙之现状确实与其起始时的条件无关，那么我们现在观测宇宙的结构也就不能告诉我们有关那些起始条件的任何情况了。因为这样的话，宇宙的现状便可与任何起始状态相容。但是，与此相反，如果宇宙目前的结构——其膨胀之各向同性、或是由星系成团性展示的结构图案——部分地反映了宇宙开初的方式，那么就存在着这样的可能性：通过我们今天对于宇宙的观测，或许便能断定有关宇宙初始状态的某些情况了。

宇宙早期黑洞为王

超级黑洞曾经一度控制宇宙，它们吸入宇宙尘埃、星体和发射出大量穿越太空至今已运行若干亿年的 X 射线。这是美国科学家在利用太空轨道上的“钱德拉” X 射线天文望远镜进行研究中发现的。

这项研究长时间地聚焦于太空中的一些小区域，捕捉来自 120 多亿光年距离以外的 X 射线。华盛顿大学天文学教授马贡说：“如果用可发出 X 射线的眼睛观察太空，就可以看到宇宙中几乎到处都是黑洞。”而美国太空总署总部的简报会上指出，宇宙年轻时整个天空黑洞更多，可能达 3000 亿个。

据外国媒体报道，宇宙正在膨胀，而且膨胀得太快了。为什么？没人知道！现在，宇宙的膨胀速度比原先想象的还要快！为什么？我还是不知道！

对我们来说，“宇宙将永远存在”的概念是相当令人费解的，因为我们的大脑很难接受“无限”的概念，但还有另一种可能性:随着宇宙一直在膨胀，它会看起来是无限的吗？

宇宙有138亿到140亿年的历史。回到宇宙诞生的早期，也就是大爆炸后不久，宇宙开始从一个质量无限、体积为零的点爆炸，并迅速膨胀到今天的样子。

事实上，我们今天仍然可以看到“大爆炸”留下的光。观测方法是将先进的望远镜指向遥远的星系。来自这些星系的光在到达地球之前，必须在太空中穿行数十亿年。

这样，我们就可以观察到宇宙的膨胀速度——只要我们观察到远离我们的遥远星系在各个方向的速度，我们就可以粗略地估计出宇宙的膨胀速度。

来源:互联网

当天文学家试图直接测量宇宙时，他们发现以前传统方法估计的膨胀值似乎更小。换句话说，宇宙的膨胀速度超过了估计。基于哈勃太空望远镜进行的高精度观测结果，他们得出结论，宇宙的膨胀速度比我们最初预计的要高9%。

但这仍然是一个老问题，没人知道为什么。

这不是我们第一次观察到这种膨胀加速，但以前的观察结果有1/3000的误差，这在天体物理学研究中是一个相当高的误差结果。

美国约翰·霍普金斯大学的诺贝尔奖得主天体物理学家亚当·里斯发表的最新论文增强了天文学家的信心，因为它的误差值仅为十万分之一。他说:“不匹配(通过观察给出的)正在增加，现在是时候不再用巧合或错误来解释它了。”

研究人员用来测量宇宙膨胀的方法基本上与埃德温·哈勃在1929年发现宇宙膨胀的方法相同。他们都用一种叫做“造父变星”的特殊变量来观察。

变星是一种特殊的星，它的亮度随着时间而变化。根据美国著名女天文学家亨丽埃塔·勒维特1908年的相关结果，造父变星的光变周期与其绝对星等之间存在相关性。简而言之，造父变星的光周期越长，它们的光度就越大。

这意味着天文学家可以通过观察造父变星的亮度变化周期来了解它的真实亮度。然而，如果我们能知道一颗恒星的真正亮度，我们就能直接根据它看起来离地球有多远来得到它的距离。

为了测量宇宙的膨胀速率，天文学家必须首先测量许多星系中造父变星的距离。然而，实现精确测量需要长期的耐心，因为即使是哈勃太空望远镜，每次观测也只能测量一颗造父变星。

幸运的是，研究小组巧妙地开发了一种新的算法，允许哈勃望远镜采用“漂移”观测方法，这种方法可以一次获取多个造父变星图像，大大提高了观测精度，从而大大加快了研究工作。

这项研究的结果与欧洲普朗克卫星获得的结果不一致，后者可以测量宇宙从大爆炸后38万年到现在的膨胀率。

那么，如果宇宙的膨胀速度比我们想象的“几乎确定”要快，这意味着什么？

这不是两个结果不同的简单实验的问题。事实上，我们测量的是两个非常不同的东西。一个是测量当今宇宙的膨胀速率，另一个是预测，即基于我们对早期宇宙的理解对宇宙膨胀速率的理论估计。然而，如果这两个值之间存在差异，我们很有可能在现有的宇宙模型中遗漏了一些东西，正是借助于宇宙模型，我们将理论和观测实践这两个领域联系起来。

至于这里缺少什么？天文学家自己也不知道，人类只能继续探索。

此外，随着宇宙的膨胀，无论我们朝哪个方向看，我们只能看到4600万光年以内的东西。如果你能阻止时间和宇宙的膨胀，宇宙将有一个可接近的终点或边界。

你可以把宇宙想象成一个气球。想象你自己在这个气球里，生活在气球内表面的二维空间里。随着越来越多的气体进入这个气球，你会看到宇宙的空间和表面都在膨胀，表面上的每一点都离彼此越来越远。

这提出了另一个问题:宇宙停止膨胀后会发生什么？许多理论物理学家认为宇宙将在28亿到220亿年后终结，所以我们可能活不到揭示真相的时候。“大崩溃”可能是宇宙最终可能面临的几种命运之一。与大爆炸相反，大坍缩可能导致物质和时空向它们自己的方向坍缩，形成一个奇点——一个与宇宙诞生前相似的无限密集点。

有些人认为这个理论为多重宇宙的存在提供了可能性。也许我们自己的宇宙会继续膨胀，然后收缩和崩溃。这将导致另一场大爆炸，创造一个全新的宇宙。就像一杯开水——水除了水什么也没有，但是突然一个气泡凭空出现了。

就在这个气泡出现之后，越来越多的气泡会一个接一个地从水中涌出。每个气泡都是由爆炸产生的，然后在坍塌后消失。因此，在太空中，我们的宇宙和其他宇宙可能不会从虚无中诞生，并继续扩展到虚无中。也许在这些宇宙诞生的时候还有其他东西。我们只是还没弄清楚它们是什么。说到这里，你还能跟上你的思维吗？

这些概念对我们来说很难真正理解，所以许多科学家会用气球和沸水来帮助我们理解。一旦我们回答了一个问题，就会引出更多我们还没有回答的问题——就像水中的气泡一样。

宇宙可能是无限的，但与宇宙相关的希望和问题是有限的。

暴涨宇宙图景，是 80 年代美国麻省理工学院的理论工作者古思（Alan Guth）和莫斯科大学的林德（Andrei Linde）以及宾夕法尼亚大学的斯坦哈特（Paul Steinhardt）和阿尔布雷克特（Andreas Albrecht）（除后二人外，前二人是独立做出的），为了解决标准大爆炸模型中的一些明显的困难而提出来的。一个困难是所谓视界问题，即关于最大尺度的空间的均匀性。该问题问道，为什么宇宙内物质和能量的分布在所有方向上完全是均匀的？是什么使宇宙伸展到非常平滑的程度？第二个问题叫做平直性问题，即关于宇宙参数“Ω”事实上非常接近于 1 的问题，在理论上Ω可以有任何值。

暴涨所依靠的基本概念，是宇宙在大爆炸极短的时间约 10-35 秒以后经历了一个急骤快速的膨胀阶段。然后，不晓得是什么缘故，暴涨阶段终止了，我们今天见到的宇宙较慢的膨胀开始了。

暴涨解决了视界问题，因为它使不平坦处伸展开了。它的快速膨胀阶段也解决了平直难题，因为它迫使宇宙变得较平直，因而有了一个接近于 1 的Ω之值。

暴涨宇宙学的一个关键预见是宇宙背景辐射是“标度不变的”，也就是说，不论从哪个层次观察宇宙背景辐射，看到的景象都近似地相同。宇宙背景探测卫星（COBE）的观测结果证明确实如此，这有助于暴涨理论的进一步推广。

射是热的，但随着宇宙的膨胀，其温度下降得很快。今天，此原初能量，已冷却到了绝对零度以上 2.735 开，继续充斥在宇宙中作为大爆炸时期的一个最后保留下来的残迹。

科学家们有正当理由自信上文所描述的这些事件是发生过的。但所不清楚的是，这些原初现象是多长时间以前发生的。宇宙年龄问题是现代宇宙学中的一个最有争议的问题。

宇宙中的能量守恒定律

从能量守恒定律来看，宇宙中的能量不可能无缘无故的凭空消失，它在吸收能量的同时，也会释放出能量，吸收的越多意味着释放的越多，当释放到一定程度后，人类完全可以通过先进的仪器检测出来，可人类迄今为止都没有发现宇宙的任何异常，这种可能性直接被排除掉了。之后哈勃定律的出现推翻之前的理论，并提供新的解释，夜空之所以是漆黑的，主要是天体散发着光，在退行速度的影响下，发生偏移并直接降低亮度，成为肉眼看不到的光。

另一方面也与宇宙的膨胀速度有关，例如一个人在传送带上逆向奔跑，当他的奔跑速度不如传送带速度，只会离目标越来越远。宇宙处于无限膨胀中，人类对宇宙的了解远远不够，很多事情看似很正常，其实却隐藏着宇宙中最深处的秘密，以人类现有的能力是无法将其揭晓的

超星系团又称“二级星系团”，是若干星系团集聚在一起构成的更高一级的天体系统。近日，天文学家们在银河系附近发现了一个超星系团，该超星系团之前一直被银河系的恒星光芒和尘埃遮掩了，所以对其研究存在误区。天文学家表示，超星系团为目前宇宙中最大星系团之一。

超星系团又称“二级星系团”，是若干星系团集聚在一起构成的更高一级的天体系统。

近日，天文学家们在银河系附近发现了一个超星系团，澳大利亚国立大学(ANU)是这个国际团队的一员。ANU的MatthewColless教授表示，这个名为Vela的超星系团之前一直被银河系的恒星光芒和尘埃遮掩了，但其实是一个质量巨大的星系团，并且会影响到银河系的运动。该超星系团是目前宇宙中最大的星系团之一，或许是银河系附近最大的星系团，不过这还得靠将来进一步的研究确认。

日前，天文学家发现一个超星系团，或为目前宇宙中最大星系团之一。据悉，Vela超星系团的引力或许能解释实际探测到的银河系动向与推测动向的不同之处。

该国际研究团队成员除了来自澳大利亚的Colless，还包括来自南非、澳大利亚和欧洲的天文学家。研究团队表示，2017年即将开始的两项研究将确认Vela超星系团的大小。Colless教授表示，Taipan项目将在Vela附近较大范围内测量星系间的距离，而WALLABY射电项目将使用无线电波穿越银河系密度最大的尘埃，直达Vela的心脏。

一般理解的宇宙指人类所存在的一个时空连续系统，包括其间的所有物质、能量和时间。对于这一体系的整体解释构成了宇宙论。

宇宙大约是由4.9%的普通物质，26.8%的暗物质和68.3%的暗能量构成。

宇宙的形成

宇宙形成的原因：

关于宇宙的起源大多数天文学家认为，在80亿～160亿年之前，所有的物质和能，甚至太空本身，全都集中在同一地点。当时发生了一次大爆炸，几分钟内，宇宙的基本物质如氢和氦，开始出现，这些气体聚集成巨大的天体——星系。现在宇宙似乎还在不断扩大。星系中巨大的星族，也就是超星系团，正以令人惊异的速度奔离所有其他的星系团。如果大爆炸已经给了超星系团足够的能量，超星系团就会继续互相奔离，直到最后一颗恒星消亡。但如果它们的引力强大到足以使它们的速度减缓，甚至发生我们所称的“大坍缩”，那么，宇宙中的一切就会回归到大爆炸前的原点，也许还会出现另一次宇宙再生的循环。宇宙大爆炸理论是由世界著名的英国理论物理学家史蒂芬·霍金提出的，得到了众多宇宙学研究者的赞同，成为当今最有影响力的宇宙起源学说。

简介:北斗七星、北冕和天蝎座的曲线，仙后座的大小和角度都保持平衡和对称的美。你看得越多，它们就变得越神奇。

有些星星离我们很近，有些离我们很远，距离也不一样。星星的排列有各种形状。这是个意外。古代人没有像现在这样的娱乐活动，但是那时的夜空美丽而干净。在他们往返于农耕和放牧之间的路上，他们把故事中主角、动物和器皿的形状与天空中闪烁的星星的排列联系起来，并用它们来命名星星。这是星座的起源。

在这里，让我们想想为什么星座看起来很美。星星有点明亮，橙黄色和白色，不停地闪烁，所以它们非常漂亮。此外，它们排列得很漂亮。但这不是用尺子和圆规描绘的，所以有点不规则的美。甚至猎户座的三星也是不规则的。右上角的星星有点暗，稍微向上倾斜。

北斗七星、北冕和天蝎座的曲线，以及仙后座恒星的大小和角度都保持着平衡和对称的美，这在观看时越来越令人惊奇。